Digitale Mischer

Das waere ja eine saftige Dopplerverschiebung, falls es eine ist.

Richtig, Zero Crossings zaehlen kann man bei schwachem Signal vergessen. Ist bei uns im Ultraschall auch so, warum soll es Euch da besser gehen ... ;-)

Falls es ein Dauersignal ist, koennte man allerdings auch per Frequenz-Scan die Maxima finden.

So ist das an sich auch ueblich und danach den arctan aus der Suppe rausfischen.

Warum braucht Ihr denn das +/-5MHz Frequenzrauschen? Ich habe schon viele solcher I/Q Chosen entwickelt, aber Verzoegerungsleitungen haben wir dabei nie gebraucht. Beim Beamformer dann schon, aber der sass ja davor und ist im Prinzip nur eine glorifizierte elektronische Parabolantenne.

Mehr als 1nsec ist bei 70MHz oder 140MHz absolut aetzend, die bandbreite geht floeten. Darunter kann man per Servo-LC or LR einen einstellbaren Schieber bauen. Ersteren mit Varicap, aber da mir meist die Erzeugung der 20-30VDC zu laestig waren, nahm ich lieber LR, wobei R ein FET-Paar ist. PIN-Diode geht auch, ist aber schlecht in den Servo einzubinden.

Den LO verzoegern kann Du schon ueber LC und dann Schmitt. Dabei mehrere LC Sektionen hintereinander, per MUX auswaehlen und hintendran das oben beschrieben zur Feineinstellung, falls Ihr eine braucht. Alternativ zu LC gehen auch Koaxschnipsel, aber das wird ein ziemliches Buendel. Stripline-Maeander auf der Leiterplatte waere natuerlich absolut edel.

Sollte eigentlich wie oben skizziert ohne Boutique-Teile funktionieren ;-)

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Gruesse, Joerg

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Moin!

Im Prinzip ja...

Dauersignal gibts leider nicht.

Oder Funktion dranfitten. Oder FFT und Schwerpunkt bestimmen. Oder adaptive Filterung + Kombination aus alldem.

a) Es ist eben da. Könnten es mit reichlich Aufwand etwas verringern, wäre aber immernoch da.

b) Ist eigentlich auch ganz nett, weil sich durch das individuelle Rauschen der Kanäle die beiden Komponenten selbst bei gleichen Trägerfrequenzen trennen ließen.

Hmm...

Das hätte zumindest den Vorteil, immernoch zeitkontinuierlich zu sein.

10m auf der Leiterplatte? Ööh....

Wie langweilig. :-))

Wie wird das eigentlich bei GPS gemacht? Korrelation mit fein einstellbaren Zeitschritten klingt mir irgendwie ähnlich wie mein Problem...

Gruß, Michael.

Joerg schrieb:

Das ist nicht die volle Wahrheit. Wenn du z.B. auf der HF ein Pseudorauschen überträgst und dieses durch Korrelation demodulierst, kann auch 1 Bit reichen. Der Unterschied zu beliebiger Auflösung ist dann nur noch ca. 2dB (bei PSK)! Bedingung ist eine hinreichend lange Pseudofolge. Funktionsprinzip GPS. Dort gibt es auch nur Empfänger mit maximal 3Bit Auflösung. Matjaz Vidmar hat da schöne praktisch orientierte Artikel geschrieben.

Die könnte man in deinem Problem auch gleich zur ständigen Korrektur deiner "Posaunenlänge" benutzen. Entsprechende Chips gibts es von AMI. Die haben auch einen interessanten Korrelator-DSP.

direkte FFT?

Oder den Korrelator-DSP benutzen. Es gibt auch ne Menge Patente in diese Richtung.

Maxim programmierbare Verzögerungsleitung? Gibt auch von anderen Herstellern. Boutique wird es sowieso.

Jörg schafft das.

- Henry

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Ja, so macht das Sinn.

Nö ;-)

Analog:

- Du nimmst zwei A/D-Wandler, deren Takt Du gegeneinander versetzt. Das kann z.B. ein Vektormodulator richten, bei konstanter Abtastfrequenz ergibt ein konstanter Phasenversatz ein ebenso konstantes Delay.

- Für den Fall, dass ein Delay entsprechend einem Phasenversatz von mehr als 360 Grad benötigt wird, aktiviert man bedarfsweise eine oder mehrere Pipelinestufen.

Digital:

- Du implementierst ein geeignetes Polyphasenfilter, oder Du realisierst intern (im FPGA) ein Upsampling und dann das Delay. Die interne Taktrate spielt selbst dann keine Rolle, das geht alles parallel nebeneinander. Ein Filter mit geeignetem Phasengang erzeugt in jedem Fall ein sehr fein aufgelöstes Delay, das Stichwort lautet Gruppenlaufzeit.

In einem gemäß Nyquist Kriterium abgetasteten Signal steckt _alle_ Information (entsprechend der Auflösung des ADC) drin, die das Signal hat, es gibt keinen Grund, die Abtastrate zu erhöhen, wenn man für das Signal eine digitale Verzögerung mit hoher Auflösung implementieren will.

Richtig kreativ wird es, wenn Du mit einer gezielten Unterabtastung arbeitest, bei der die Taktfrequenz so gewählt ist, dass z.B. der Alias der 140 MHz Frequenz nicht die 70 MHz trifft. Das ganze wird dadurch vereinfacht, dass der +/- 20 MHz Versatz ja immer beide LO gleichzeitig trifft. Man muss natürlich ein gewisses Vorwissen über das System einbringen (eben dieses), denn bei Unterabtastung ist die Information über die Position der LO nicht mehr eindeutig, z.B. würde bei 200MSPS der 140 MHz LO bei 60 MHz liegen und bei positiven Versatz absinken, während die 60 MHz dann ansteigen. Das geht aber genau so bei niedrigeren Abtastraten.

Das nette ist: Die meisten schnellen A/D z.B. mit 100 MSPS beherrschen mehrere 100 MHz Eingangsfrequenz des T&H und sind für eine Unterabtastung tauglich.

Es sollte mit etwas Überlegung machbar sein, die gewünschte Info rauszuholen, entweder durch zwei geeignet abgestimmte DDC (komplexer Mischer plus Filter) oder z.B. durch Trickkonstruktionen wie eine _reale_ Mischung eines Signals, die ganz bewußt Spiegelfrequenzen erzeugt, und dann eine Korrelation der Kurzzeit-Frequenzspektren. Wenn genau die Hälfte der Peaks aufeinander fällt, dann passt es.

Selbstverfreilich ist es auch zulässig, die Abtastfrequenz der A/D Wandler umzustimmen (DDS machts schnell möglich), damit z.B. bei einer (preiswerten) Abtastfrequenz zwischen den Aliases gleich bleibt. Aus der geregelten Abtastfrequenz folgt dann der Frequenzversatz.

Aufwand:

- Ein Stück Dual A/D mit Treibern, z.B. LTC2284, mit dem haben wir gute Erfahrungen mit Unterabtastung gemacht.

- Ein Stück FPGA

- Ein Stück guter Taktgenerator, ggf. mit PLL/DDS es gibt diverse Single Chip Lösungen.

- Ganz viel Nachdenken und guter VHDL Code ;-)

Andere Möglichkeit:

Du spendierst zwei Vektorempfänger, die auf halbwegs den Mittelwert beider LO Frequenzen (105MHz) abgestimmt sind, dann läßt sich das Signalgemisch auch preiswert abtasten, ohne den Nyquist zu verletzen und zuviel über Unterabtastung nachdenken zu müssen.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Jetzt bin ich aber von Deinen Analogkünsten enttäuscht ;-)

Sowas hier

oder auch Hochmischen und SAW Filter.

Integriert z.B. steuerbare Filter mit geeignetem (!) Phasengang, selbst SC-Filter sollte heutzutage bei der Frequenz fast machbar sein.

Digital geht eh'.

Wir haben neulich zweistellige Mikrosekunden bei 200MHz an einen Kunden ausgeliefert, spielt problemlos ;-)

Gruß Oliver

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Dranfitten wuerde in Amerika als Hartloeten uebersetzt :-)

Nur falls eines Tages die Versuchung kommt: Bisher habe ich alle Silicon Delay Lines, die ich bei neuen Kunden in Designs fand, herausgeworfen. Zum einen waren es teure Boutique-Teile, was hier allerdings nicht so schlimm waere. Das Hauptproblem war, dass sie rauschten wie ein Klosett bei der Spuelung.

Stimmt, doch man muss fein darauf achten, dass dadurch nicht zusaetzliches Phasenrauschen beigefuegt wird. Deshalb ist die Methode RC plus Comparator meist nicht so der Hit. Je flacher die Flanken in den Schmitt oder Comparator hineingehen, desto schlimmer.

Muss es nicht sein. Nach einiger Zeit wird das beinahe ein Sport. Minimalismus oder so.

GPS kenne ich nicht gut. M.W. wird ueber einen grossen Datensatz korreliert und im "Precise Mode" ist der Datensatz dann 10x grosser.

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Gruesse, Joerg

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Ok, in diesem Bereich koennte das in der Tat reichen. Ich war wohl zu lange im Ultraschall. Wenn wir da beim Doppler, Farbdoppler oder auch sonstwo 2dB verschenken, zieht uns die Konkurrenz den Skalp ab.

Geht natuerlich auch. Vor dem Einschalten aber im Kraftwerk Sottrup-Hoecklage Bescheid geben.

Silicon Delay Lines? Dagegen ist der Rheinfall bei Schaffhausen beinahe rauschfrei. Mir ist bis heute noch keine untergekommen, die in der Signalverarbeitung bei erhoehten Anspruechen genuegt haette.

Fuer ein Serienprodukt muesste man es ;-)

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Gruesse, Joerg

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mfg hdw

Moin!

Stimmt. :-)

Du meinst, die Wandler für LO und RF mit phasenverschobenen Takten laufen zu lassen? Stimmt, das ginge natürlich... Muss nur intelligent latchen, damits an den Grenzen der Phasenschieberei keinen Datensalat gibt.

Genau, und ich hatte im OP eben _nur_ Stufen geplant.

Aber was nennst Du daran jetzt analog? Die zeitkontinuierliche Taktschieberei?

Also sowas wie cos(x)*sample(n) + sin(x)*sample(n-1) für die feine Auflösung? Hmm hmmm....

Okay, die Verzögerung geht auch anders. Angesichts der Tatsache, daß mir noch keine idealen Filter begegnet sind, wären wir für 140 MHz aber auch schon bei 400 MHz Samplerate. Da brauche ich für meine Zeitauflösung beim Ansatz "analog" schon fast keine stufenlos schiebbaren Takte mehr, reichen schon bald "Halbschritte" (Wahl zwischen steigender und fallender Flanke -> 1ns.) und mit nem RC+Schmitt für 90° Taktschiebung + MUX (direkt, 90°, direkt invertiert, 90° invertiert) bin ich deutlich auf der sicheren Seite.

Äähm nee, der Versatz ist für beide Kanäle individuell, incl. Vorzeichen. Aus 70 und 140 können also 90 und 120 werden. Mit ungünstigem Rauschen der LOs auch mal 95 und 115.

Ich bin mit der Wahl der LO-Frequenzen aber relativ frei, es sind nur deshalb 70 und 140, weils da nette fertige Quadraturdemodulatoren von Minicircuits gab:

(schaffen keine +- 20MHz, fürn ersten Test sind sie aber fein)

Ich glaube, Unterabtastung ist für das System generell nicht wirklich sinnvoll. Ich kann die LOs so niedrig legen, daß die Signale _ohne_ Unterabtastung _gerade_noch_ eindeutig sind. Die LOs freiwillig höher zu legen, nur damits _mit_ Unterabtastung noch eindeutig bleibt, wäre technisch Blödsinn (erfordert am Detektor höhere Bandbreite mit sämtlichen Problemen, die man sich damit einhandelt).

Kannst Du da eine schöne Application Note oder so empfehlen?

Das hab ich jetzt nicht ganz verstanden...

Äähm - also LO und RF beide runtermischen, digitalisieren und dann digital mischen?

Dank und Gruß, Michael.

Joerg schrieb:

Trotzdem konnte ich den Nachwuchs im Bauch kaum erkennen. Die Integrationszeit war zu kurz :)

Machen wir immer. Wenns so weitergeht, gibts hier bald mächtig viele Steckdosen, auf denen Strom wartet aber keiner kommt.

Über den Rauschabstand seiner Messung hat Michael nichts erwähnt. Ich habe noch nicht einmal einen blassen Schimmer, wie die Apparatur aussieht.

Gabs auch mal Sachen die du aufgeben mußtest ;-)

- Henry

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Ist bei uns hausgemacht.

Nötige Überlandleitungen sind fast nicht erstellbar. tut sich keiner der Versorger freiwillig mehr an. Jeder redet bei uns von "umweltfreundlicher" Stromversorgung, keiner will jedoch die nötigen Versorgungsleitungen "vor der Haustür".

Seit der Privatisierung der Netzversorger wird ins Netz nur noch das Nötigste investiert. Aktienkurs ist das Bestimmende. RWE hatte kurz vor ihrem Desaster der Netzsparte das Budget halbiert. Begründet hatten sie ihren hohen Strompreis aber mit der hohen Versorgungssicherheit. Die umgekippten Maste stammten wohl durchgehend aus den 1940 und 1950 Jahre.

Und nicht zu vergessen, mangelnde Fachkenntnisse der verantwortlichen Abteilungen.

So die Klassifizierung von Leuten, die in Vorruhestand gehen mußten bzw "nur noch weg wollten" ;-)

BTW nach gewisser "Schamfrist" kommen die wirklichen Gründe immer raus ;-)

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mfg hdw

Ich war versehentlich von analogen Signalen ausgegangen. Aber auch bei digitalen wird das mit Delay Lines kritisch. Klar setzen wir die z.B. auch im Ultraschall ein, doch mit sinkender Bandbreite der Delay-Line werden die Flanken flacher und das Phasenrauschen beginnt zu klettern.

Die kannst Du aber nicht kontinuierlich einstellen.

Dann sollte man sich das Phasenrauschen aber genau ansehen.

Wir hatten auch mal 30 Sekunden bei 45MHz gemacht :-)

In Michael's Fall wird das vermutlich auf eine Kombination von Delay Tabs mit einem kontinuierlichem LC, LR oder sonstigem Phasenschieber hinten dran hinauslaufen.

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Gruesse, Joerg

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Ist nicht so dramatisch, es gibt da ein paar Tricks.

Hatten wir gerade eben für 30 Minuten :-( Die Online USV unseres Rechenzentrums hat es abgefangen :-)

Bedarfsweise jetzt ergänzbar per Generator, war aber gerade noch nicht nötig.

Schon komisch, wenn die Nachbarn alle auf die Strasse schauen ("habt ihr auch keinen Strom ?") und nur im eigenen RZ laufen die Maschinen, mit den dann obligaten Alarmtönen (Strom, Klima) der Technik im Hintergrund.

Langsam gehen mir die E.OFFs dieser Republik auf den Geist, immer weniger Stabilität für immer mehr Geld.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Dann haettest Du ein Geraet von ATL nehmen sollen 8-D

Selten. Kam aber schon vor, z.B. als TI einen Log-Amp aus heiterem Himmel abkuendigte oder als ein Keramikmaterial nach einem Unfall in einer Fabrik nicht mehr beschaffbar war.

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Gruesse, Joerg

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Oliver Bartels schrieb:

Wart nur ab wenn die ersten Billigheimer Stromkabel in der Straße warten und mal schnell einen Außenleiter mit dem Mittelleiter vertauschen. Da könnte es auch deinem tollen RZ an den Kragen gehen.

(Kommt häufig vor. Nachweis für Normalos fast unmöglich)

- Henry

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Stimmt, GPS Empfaenger schaffen es ja auch. Aber das ist mit erheblichem Entwicklungsaufwand und i.d.R. einem Chip Design verbunden.

Uns rufen Leute dann oft an. "Wie kriege ich denn jetzt meine Garage auf?" oder "Wie sollen wir denn heute abend kochen?". Und dabei sind wir Leute, die nicht im Wilden Westen aufgewachsen sind. Seltsam.

Ist das Problem jetzt von Kalifornien nach Germanien gewandert? Bei uns ist seit dem Rausschmiss des vorigen Governors und Ersatz durch Arnold in Sachen Stromversorgung Ruhe im Karton. Ausser wenn mal wieder ein Kid mit einer Rennsemmel die Fahrzeugbeherrschung verliert und einen Trafo abrasiert.

Gruesse, Joerg

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Joerg schrieb:

Es war ein GE irgendwas. Nicht sonderlich alt. Habe zum Arzt immer nur ja ja ja gesagt. Gesehen habe ich kaum was, dafür müßte ich wohl erst Neuronen anlernen. Die neuronale Entscheidungsfähigkeit wird ja im Laufe der Zeit durch Training immer besser. De Arzt sieht also einfach viel mehr Infos als ich. Dafür kann ich mit einem Blick die Boutique-Teile auf einer Platine sehen :-)

Hm. Hatte auch mal einen Fujitsu PCMCIA-Controller als zentrales Bauelement auf einer Platine und dann war die Entwicklung endlich fertig und das Teil abgekündigt. Das hat genervt. Richtig nervig war aber, das mir bereits vorher einer sagte, ich solle für das Interface lieber 74HCxxx nehmen.

- Henry

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Am Sat, 07 Jun 2008 08:44:42 -0700 schrieb Joerg:

Der war schon in seinen Filmen mit übernatürlichen Kräften ausgestattet ...

Lutz

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Wenn es ein VingMed Design war, muesste es ein recht gutes Bild geben. Die Jungs haben Ahnung. GE hatte die Firma gekauft. Das scheint bei grossen Firmen Mode zu sein, hin und wieder innovative kleine Unternehmen als eine Art Frischzellentherapie zu kaufen. Auch mein erster Broetchengeber ATL wurde gekauft, von Philips Medical.

Das hatte ich auch Leuten gesagt, die CPLD zur Adressdekodierung einsetzten. Kann mich noch gut an einen erinnern, der mir danach auf den Kopf zusagte, ich sei doch wohl ziemlich vergreist in Sachen Digitaltechnik. Spaeter musste er nach Abkuendigung des CPLD seiner Frau klarmachen, dass der lange geplante Urlaub ins Wasser faellt. Er durfte stattdessen ein Redesign machen. Mein Adressdekoder war mit Sachen in der Art von 74HC688 ausgestattet und ich genoss den Sommer mit meiner Frau in der Bretagne ...

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Gruesse, Joerg

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